Mfano wa Kufanya Kazi wa Voltmetiri na Aina za Voltmetiri

Ni Vipi ni Voltmeto?

Voltmeto ni kifaa cha kupimia umbo wa chenji. Chikipimia umbo wa chenji kati ya vipimo viwili. Tunajua ukuta wa tofauti ya uwezo ni volti. Kwa hivyo ni kifaa cha kupimia ambacho kinapimia tofauti ya uwezo kati ya vipimo viwili.

Serikali za Kazi ya Voltmeto

Serikali kuu ya voltmeto ni kwamba inapaswa kuunganishwa kwa nyimbo kwenye ambalo tunataka kupimia umbo wa chenji. Uunganishaji wa nyimbo unatumika kwa sababu ya voltmeto kunakunywa na ukuta mkubwa sana wa upinzani. Kwa hivyo ikiwa ukuta mkubwa huo ununganishwa kwa mstari, mzunguko wa chenji utakuwa karibu sifuri ambayo inamaanisha mzunguko umekuwa wazi.

Ikiwa ununganishwa kwa nyimbo, basi upinzani wa mchakato unategemea na ukuta mkubwa wa voltmeto na hivyo mzunguko utatoka kwa umbo wa chenji karibu kwa ambalo linapatikana. Pia kwenye mzunguko wa nyimbo tunajua kwamba umbo wa chenji ni sawa, kwa hivyo umbo wa chenji kati ya voltmeto na ambalo linapatikana ni karibu sana na hivyo voltmeto hunapimia umbo wa chenji.
Kwa voltmeto bora, tunapewa ukuta wa mara ngapi na hivyo mzunguko wa chenji kutokana na kuwa sifuri basi hakutakuwa na upotofu wa nguvu katika kifaa. Lakini hii haiwezi kufanyika kwa kutosha kwa sababu hatuna vifaa vilivyotengenezwa na ukuta wa mara ngapi.

Aina za Voltmeto

Kulingana na kanuni za ubunifu, tuna aina mbalimbali za voltmeto, zinazokuwa –

1. Magnet Mkuu Moving coil (PMMC) Voltmeto.

2. Moving Iron (MI) Voltmeto.

3. Aina ya Electro Dynamometer Voltmeto.

4. Aina ya Rectifier Voltmeto

5. Aina ya Induction Voltmeto.

6. Aina ya Electrostatic Voltmeto.

7. Digital Voltmeto (DVM).

Kulingana na aina za kupima tunayofanya, tunapewa-

1. DC Voltmeto.

2. AC Voltmeto.

Kwa voltmeto DC, PMMC instruments yanatumika, instrument MI inaweza kupima umbo wa chenji AC na DC, aina ya electro dynamometer, instrument thermal inaweza kupima umbo wa chenji DC na AC pia. Mizizi induction hazitumike kwa sababu ya gharama yao ya juu, usawa wa kupima. Aina ya rectifier voltmeto, aina ya electrostatic na pia digital voltmeto (DVM) inaweza kupima umbo wa chenji AC na DC.

PMMC Voltmeto

Wakati muundo wenye chenji unafikiwa kwenye magnetic field, nguvu ya tekniki hutenda kwa conductor, ikiwa limefungwa kwenye mzunguko wa kujitolea, na mzunguko wa coil, penye mzunguko wa pointer hutenda kwenye scale.
Instrumenti PMMC yana magnets magumu. Inahitajika kwa kupima DC kwa sababu hapa penye mzunguko ni sawa na umbo wa chenji kwa sababu resistance ni thabiti kwa chanzo cha meter na hivyo ikiwa polarity ya umbo wa chenji imerekebishwa, mzunguko wa pointer pia itarekebishwa kwa hiyo inatumika tu kwa kupima DC. Aina hii ya instrument inatafsiriwa kama D’Arnsonval type instrument. Ina faida za kuwa na scale linear, matumizi ya nguvu ni chache, usawa wa juu.
Mashindano kuu ni –
Hunapima tu kiasi DC, gharama ya juu, ndiyo.

Hapa,
B = Flux density in Wb/m2.
i = V/R ambapo V ni umbo wa chenji unapotakiwa kupimia na R ni resistance ya load.
l = Urefu wa coil kwenye m.
b = Upana wa coil kwenye m.
N = Idadi ya mzunguko katika coil.

Uongeza Mtaa kwenye PMMC Voltmeto

Katika voltmeters PMMC tunapewa fursa ya kuongeza mtaa wa kupima umbo wa chenji pia. Tu kufunga resistance moja kwenye series na meter tunaweza kuongeza mtaa wa kupima.

Tuseme,
V ni umbo wa chenji la supply kwenye volts.
Rv ni resistance ya voltmeter kwenye Ohm.
R ni resistance ya nje imefunika kwenye series kwenye ohm.
V1 ni umbo wa chenji kwenye voltmeter.
Basi resistance ya nje inayotakiwa kuenyambuliwa kwenye series inaitwa

MI Voltmeto

Instrumenti MI inamaanisha moving iron instrument. Inatumika kwa kupima AC na DC, kwa sababu mzunguko θ ni sawa na mraba wa umbo wa chenji kwa kusimamia impedance ya meter ili kuwa thabiti, basi vitu vyote ni polarity ya umbo wa chenji, inaonyesha mzunguko wa kiwango, zaidi inachanganishwa kwa njia mbili zaidi,

1. Aina ya attraction.

2. Aina ya repulsion.

Hapa, I ni jumla ya chenji inayofungwa kwenye mzunguko kwenye Amp. I = V/Z
Hapa, V ni umbo wa chenji unapotakiwa kupimia na Z ni impedance ya load.
L ni self inductance ya coil kwenye Henry.
θ ni mzunguko kwenye Radian.

Serikali za Aina ya Attraction MI Instrument

Ikiwa soft iron siyomageti unafikiwa kwenye magnetic field, itapewa kwa coil, ikiwa pointer amefungwa kwenye systems na chenji imefungwa kwenye coil kama matokeo ya umbo wa chenji uliotumiwa, hutunda magnetic field ambayo hutegemea iron piece na hutunda deflecting torque kama matokeo ya hilo pointer hutenda kwenye scale.

Serikali za Aina ya Repulsion MI Instrument

Wakati iron pieces mengi zimefunika na polarity sawa kwa kutumia chenji ambayo inafanyika kwa kutumia umbo wa chenji kwenye voltmeter basi repulsion zitokea kati yao na repulsion hio hutoa deflecting torque kwa ajili ya kutumia pointer.
Faida ni inapima AC na DC, ni rahisi, matumizi ya friction errors ni chache, Robust, ndiyo. Inatumika kwa kutupa AC kwa sababu kwenye DC measurement error itakuwa zaidi kwa sababu ya hysteresis.

Aina ya Electrodynamometer Voltmeto

Instrumenti electrodynamometer yanatumika kwa sababu wanapewa ufafanuliwa sawa kwa AC na DC, yaani, ikiwa inafafanuliwa na DC, basi tayari tunaweza kupima AC bila kufafanulia.

Serikali za Aina ya Electrodynamometer Voltmeto

Tunapewa coils mbili, fixed na moving coils. Ikiwa umbo wa chenji unafunika kwenye coils mbili kama matokeo ya hilo